电迁移对集成电路影响是半导体可靠性分析中的一个重要方面。随着大规模集成电路的快速发展,电迁移变成了主要的失效机制之一。为了改善大规模集成电路的可靠性,必须进一步弄清楚电迁移的寿命退化机理,从而改善集成电路中金属互连与芯片封装的可靠性。无铅焊料的电迁移研究是晶圆级倒装芯片封装中凸点互连可靠性的新方向,它成为IC芯片封装互连的一个独特问题。由于凸点的电迁移涉及到较为复杂的多学科问题,在理论与实验上都需要进行深入的研究。本课题研究了芯片互连凸点的电迁移算法,电迁移空洞(Void)形成与失效的有限元模拟技术。首先对电迁移的基本理论进行了总结和讨论,将电迁移的数学模型分为电子迁移、热迁移和应力迁移,推导了各迁移分量的表达式及时间相关的迁移散度模型。研究了电迁移失效寿命与电迁移散度,相关焊锡材料的电迁移物理参数之间的关系。其次,进行了基于ANSYS子模型技术的电迁移耦合场分析以及电迁移相关的有限元算法的研究,发展了电迁移模拟直接耦合法和间接耦合法,编制了相应的APDL程序。本文还进行了相应的应力与散度重构模拟和算法研究,提出了电迁移空洞的形成算法和电迁移寿命预测算法。最后,基于尺寸封装(Chip Scale Package,CSP)互连凸点结构算例验证了本文电迁移模拟方法的有效性和可靠性,并对芯片凸点互连电迁移的各参数分析研究,所得结果与加州大学Tu K.N.教授的实验结果相符合。